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近年來(lái)，海洋污染的問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。

其中，塑料垃圾是重要的污染源——預(yù)計(jì)到 2030 年，某些海洋區(qū)域中塑料(包括微塑料)的數(shù)量將增加一倍，覆蓋地球表面 71% 的海洋生態(tài)環(huán)境將遭到更為嚴(yán)重的破壞。而且，目前世界上已有近 700 種水生物種受到微塑料的不利影響，包括海龜、企鵝和其他甲殼類(lèi)動(dòng)物。

不過(guò)在全球范圍內(nèi)，如何真正量化這一問(wèn)題的嚴(yán)重程度仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

直到最近，兩名研究員提出了一種新方法可以通過(guò)衛(wèi)星來(lái)遠(yuǎn)程追蹤海洋中的塑料垃圾，甚至是塑料碎片，從而發(fā)現(xiàn)了海洋中微塑料濃度的季節(jié)性流動(dòng)現(xiàn)象。

自上世紀(jì) 50 年代以來(lái)，全球塑料的年產(chǎn)量每年都在穩(wěn)步增長(zhǎng)，在 2018 年達(dá)到 3.59 億噸。與此同時(shí)，巨量的塑料垃圾正在從陸地轉(zhuǎn)移至海洋。

進(jìn)入海洋環(huán)境的塑料可能會(huì)保留數(shù)百年和數(shù)千年，在此期間它們會(huì)由于機(jī)械和光化學(xué)過(guò)程而破碎，形成微塑料(< 5 毫米)或納米塑料(< 1 微米)。近幾十年來(lái)，科學(xué)家們也確實(shí)觀察到了微塑料漂浮物的數(shù)量激增，一些密度較大的材料則會(huì)下沉，破壞海底生態(tài)環(huán)境。

另外，微塑料能夠積聚和釋放危險(xiǎn)的有機(jī)污染物，而其尺寸特征容易導(dǎo)致水生生物誤食，一旦水生生物體內(nèi)的有毒廢物堆積，很有可能會(huì)通過(guò)食物鏈給人類(lèi)帶來(lái)健康問(wèn)題。

水生環(huán)境中塑料垃圾的存在會(huì)對(duì)旅游業(yè)、航運(yùn)、拖網(wǎng)捕撈和魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖等多個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)潛在的威脅。解決微塑料的危害迫在眉睫，但傳統(tǒng)的采樣方法已經(jīng)不能夠全面地反映出問(wèn)題的嚴(yán)重性。

Madeline Evans 是密歇根大學(xué)氣候空間科學(xué)與工程系的研究助理。過(guò)去的幾年里，他與 Christopher Ruf 教授進(jìn)行合作，基于美國(guó)宇航局的氣旋全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(CYGNSS)，使用雙基地雷達(dá)來(lái)追蹤海洋中的微塑料。

Christopher Ruf 透露，這一解決方案的底層邏輯在于微塑料的存在會(huì)對(duì)海洋表面產(chǎn)生某些影響，比如，漂浮大量微塑料的海域?qū)︼L(fēng)速的反應(yīng)更弱，海面「粗糙度」更小。

因此，兩名研究員試圖通過(guò)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速，來(lái)確認(rèn)相應(yīng)的海域是否有大量微塑料存在，并研究了 CYGNSS 對(duì)海洋表面粗糙度的測(cè)量結(jié)果與預(yù)測(cè)值的偏差。

事實(shí)驗(yàn)證了他們的方法。

而且，現(xiàn)有的模型可以提供微塑料污染程度和范圍的靜態(tài)快照，而使用 CYNGSS 后則可以用來(lái)實(shí)時(shí)了解微塑料濃度。

在上述基礎(chǔ)上，兩位研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，北印度洋的微塑料濃度往往在冬末春初最高，夏初最低;在大太平洋垃圾帶(Great Pacific Garbage Patch，微塑料的濃度在夏季最高，在冬季最低——具有非常顯著的季節(jié)性變化。

測(cè)量結(jié)果的季節(jié)性變化讓人吃驚。在開(kāi)始這個(gè)項(xiàng)目之前，兩位研究員一直認(rèn)為海域內(nèi)塑料垃圾的濃度是相對(duì)靜態(tài)的，“通過(guò)時(shí)間來(lái)推測(cè)微塑料濃度以前從未實(shí)現(xiàn)過(guò)。”

不過(guò)，不能用微塑料的直接取樣來(lái)驗(yàn)證該方法仍然是一個(gè)主要的限制。Christopher Ruf 和 Madeline Evans 目前服務(wù)于海洋垃圾和微塑料遙感的全球任務(wù)小組，幫助改進(jìn)對(duì)于海洋垃圾的測(cè)量。

世界上近700種水生物種受微塑料的不利影響

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